梁大偉,王悅秋,章 斌,王艷艷
(1.雅安職業(yè)技術(shù)學(xué)院 藥學(xué)檢驗系,四川 雅安 625000;2.江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院 連云港中醫(yī)藥分院 中醫(yī)藥系,江蘇 連云港 222007)
阿戈美拉汀,化學(xué)名稱為N-[2-(7-甲氧基-1-萘基)乙基]乙酰胺,是法國Servier公司研發(fā)的第一個褪黑激素類抗抑郁藥,于2009年2月19日經(jīng)EMA(European Medicines Agency)批準于歐盟上市,用于治療重度抑郁癥,療效明顯,并能有效改善睡眠參數(shù)和保持性功能.藥理研究表明阿戈美拉汀直接參與調(diào)節(jié)位于下丘腦的視交叉上核(SCN)的活動,激動褪黑激素MT1和MT2受體,同時拮抗位于額葉皮質(zhì)的5-HT2C受體,校正晝夜節(jié)律,使節(jié)律重建,表現(xiàn)出抗抑郁作用[1].臨床評價發(fā)現(xiàn)其對重度抑郁癥(MDD)的療效顯著(25~50mg),但與安慰劑相比未見差異[2].
穩(wěn)定同位素由于無放射性,物性相對穩(wěn)定,將其標記到藥物中,可運用氣質(zhì)聯(lián)用(GC-MS)或液質(zhì)聯(lián)用(LC-MS)進行檢測,具有較高的靈敏性[3].近年來,穩(wěn)定同位素標記藥物被廣泛的應(yīng)用于藥代動力學(xué)的研究中,為了進一步開展對阿戈美拉汀的藥代動力學(xué)研究,本文作者擬合成穩(wěn)定同位素氘標記的阿戈美拉汀(1).
阿戈美拉汀的合成方法較多:1)以7-甲氧基-1-四氫萘酮為原料,由于已經(jīng)存在基本母核,只需在其羰基位引入氨基側(cè)鏈,如采用雷福爾馬茨基反應(yīng)策略[4-6];2)以2-(7-甲氧基萘-1-基)乙醇為原料,采用常規(guī)方法將分子中的羥基轉(zhuǎn)變?yōu)榘被缓篚;纯傻玫侥繕嘶衔铮?];3)以7-甲氧基-1-萘酚為原料,先與三氟甲磺酸酐成酯,然后丙烯酰胺在醋酸鉛催化下增長碳鏈并得到氨基取代中間體,最后經(jīng)過還原、酰化得到目標化合物[8];4)以3-甲氧基苊醌為原料,在有機堿作用下開環(huán)得到乙基胺側(cè)鏈,進一步將側(cè)鏈中羰基還原、乙酰化得到目標化合物[9];5)以1-氨基-7-萘酚為原料,將氨基重氮化、碘代、羅森蒙德-馮布勞恩反應(yīng)引入醛基取代,然后在堿性條件下與硝基甲烷縮合延長碳鏈,最后經(jīng)過還原、乙?;磻?yīng)得到目標化合物[10];6)以β-萘酚為原料,通過傅克酰基化、維爾格羅特-金德勒反應(yīng)引入8位側(cè)鏈[11].鑒于上述合成路線存在的缺點與不足,以及氘代位置引入的需求,本文作者對氘代阿戈美拉汀的合成進行了改進.如圖1所示,以苯酚為原料,經(jīng)過氘代碘甲烷成醚、傅克?;?、羰基還原、分子內(nèi)傅克?;森h(huán)、克腦文蓋爾縮合、2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌(DDQ)氧化芳構(gòu)化、還原及氘代乙?;磻?yīng)得到目標化合物.該合成路線簡潔、原料易得、反應(yīng)條件易于控制.
圖1 氘代阿戈美拉?。?)的合成Fig.1 Synthesis of agomelatine-d6(1)
Thomas-Hoover型熔點儀,溫度計未加校正;核磁采用Bruker ARX-400型核磁共振儀測定,TMS為內(nèi)標;質(zhì)譜采用Agilent-6120GC/MS質(zhì)譜儀測定,ESI源;高效液相色譜采用Agilent 1200 HPLC液相色譜儀測定(Zorbax Eclipse XDB-C18 column,5μm,4.6mm×250mm).氘代碘甲烷(CD3I)與氘代醋酸酐((CD3CO)2O)購于Sigma-Aldrich試劑公司,純度與氘代豐度都大于99%,其他原料購于國藥化學(xué)試劑有限公司,分析純;常規(guī)溶劑為分析純,未經(jīng)過進一步處理,直接使用.
1.2.1 氘代苯甲醚-d3(2)的合成
將50%的氫化鈉(7.2g,0.15mol)溶于80 mL的N,N-二甲基甲酰胺溶液中,室溫下,向其中緩慢加入苯酚(14.1g,0.15mol),約30min加完,繼續(xù)攪拌30min;然后向上述溶液中一次性加入氘代碘甲烷(12.1mL,0.19mol),反應(yīng)液繼續(xù)在室溫下攪拌反應(yīng)3h,最后倒入水中淬滅反應(yīng);乙酸乙酯萃?。?×20mL),合并有機相,依次用適量10%氫氧化鈉溶液洗滌兩次,水洗滌兩次,飽和食鹽水洗滌一次,無水硫酸鎂干燥,減壓蒸餾得到14.3g的氘代苯甲醚-d3(2),收率為85%,b.p.:153~155℃(與文獻值[12]一致).
1.2.2 氘代4-(4-甲氧基)苯基-4-羰基丁酸-d3(3)的合成
將化合物2(12.2g,0.11mol)與丁二酸酐(15.0g,0.15mol)加入到250mL的反應(yīng)瓶中,置于冰浴中攪拌,再分批加入三氯化鋁(40.0g,0.30 mol),加畢,室溫下攪拌反應(yīng)1h,然后升溫至60℃繼續(xù)攪拌反應(yīng)5h.反應(yīng)完畢后,將反應(yīng)瓶置于冰浴下,緩慢加入2%稀鹽酸溶液200mL淬滅反應(yīng),析出大量淺綠色固體,抽濾.將濾餅溶于10%氫氧化鈉溶液中,用適量石油醚洗滌三次.水溶液用5%稀鹽酸調(diào)pH=2左右,即可析出大量白色固體,抽濾,干燥得24.7g白色粉末狀固體氘代4-(4-甲氧基)苯基-4-羰基丁酸-d3(3),收率為73.7%,m.p.:146~147℃(文獻值[13]:146℃).
1.2.3 氘代4-(4-甲氧基)苯基丁酸-d3(4)的合成
將化合物3(20.8g,0.10mol)、80%水合肼(16mL)與氫氧化鈉(20.0g,0.5mol)溶于100 mL的一縮二乙二醇中,升溫至110℃攪拌反應(yīng)1 h,然后繼續(xù)升溫至175℃,常壓蒸餾除水,待無水分蒸出時,反應(yīng)完畢.將反應(yīng)液降至室溫,然后將反應(yīng)液倒入適量碎冰中,用5%稀鹽酸調(diào)水溶液的pH=2左右,析出大量固體,抽濾,干燥得18.0g白色固體粉末氘代4-(4-甲氧基)苯基丁酸-d3(4),收率為91.2%,m.p.:60~61℃(文獻值[13]:60.5~61.5℃).
1.2.4 氘代7-甲氧基-1-四氫萘酮-d3(5)的合成
將五氧化二磷(228.0g,1.6mol)和磷酸(112 mL,85%)加入到1 000mL反應(yīng)瓶中,升溫至90℃攪拌反應(yīng)5h,然后將溶于40mL CH2Cl2的化合物4(15.5g,0.08mol)滴加到上述反應(yīng)瓶中,約30 min滴加完畢,并于80℃攪拌反應(yīng)2h.反應(yīng)完畢,向反應(yīng)瓶中加入適量冰水淬滅反應(yīng)液,用乙醚(3×30mL)萃取,合并醚層,依次用飽和碳酸氫鈉和飽和食鹽水洗滌,無水硫酸鎂干燥,抽濾,減壓濃縮得到12.5g淡黃色固體氘代7-甲氧基-1-四氫萘酮-d3(5),收率為92.3%,m.p.:61℃(文獻值[13]:61℃),純 度 為99.73%(HPLC),ESI-MS(m/z):180.1(M+H)+,1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:2.13(2H,m,CH2),2.65(2H,t,J=6.0Hz,CH2),2.91(2H,t,J=6.0Hz,CH2),7.07(1H,dd,J=2.8,8.4Hz,Ar-H),7.15(1H,d,J=8.4Hz,Ar-H),7.50(1H,d,J=2.8 Hz,Ar-H).
1.2.5 氘代7-甲氧基-3,4-二氫-1-萘基乙腈-d3(6)的合成
將化合物5(8.8g,0.05mol)、氰基乙酸(6.4 g,75mmol)、芐胺(1.4g,13mmol)與庚酸(1.7 g,13mmol)溶于150mL的甲苯,回流分水約24 h,TLC檢測至原料消失.反應(yīng)完畢,冷卻至室溫,反應(yīng)液依次用2mol/L的氫氧化鈉溶液、水、飽和食鹽水洗滌,無水硫酸鎂干燥,抽濾,減壓濃縮得9.4g油狀氘代7-甲氧基-3,4-二氫-1-萘基乙腈-d3(6),冷凍過夜,固化,m.p.:48~49℃(文獻值[6]為48~50℃),收率為94%.ESI-MS(m/z):203.1(M+H)+,1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:2.31~2.36(2H,m,CH2),2.72(2H,t,J=8.0Hz,CH2),3.46(2H,d,J=1.6Hz,CH2),6.28~6.30(1H,m,Ar-H),6.66~6.67(1H,m,Ar-H),6.73~6.76(1H,m,Ar-H),7.08~7.10(1H,m,Ar-H).
1.2.6 7-甲氧基-1-萘基乙腈-d3(7)的合成
將2,3-二 氯-5,6-二 氰 基-1,4-苯 醌(DDQ)(7.6g,33.3mmol)溶于70mL的二氯甲烷,室溫下向其中滴加溶于30mL二氯甲烷的化合物6(6.23g,30mmol),約30min滴加完畢,繼續(xù)在室溫下攪拌反應(yīng)1h.反應(yīng)完畢,過濾,紫黑色濾液依次用飽和碳酸氫鈉溶液和飽和食鹽水洗滌,分出有機相,無水硫酸鎂干燥,抽濾,減壓濃縮得黃色固體粗品,乙醇-水(5∶3,體積比)重結(jié)晶得5.7g白色針晶體7-甲氧基-1-萘基乙腈-d3(7),收率為96%,m.p.:82~83℃(文獻值[13]:83℃),純度為99.97%(HPLC),ESI-MS(m/z):201.1(M+H)+,1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:4.05(2H,s,CH2),7.06~7.07(1H,m,Ar-H),7.23~7.22(1H,m,Ar-H),7.32~7.36(1H,m,Ar-H),7.79~7.81(2H,m,Ar-H).
1.2.7 氘代阿戈美拉汀-d6(1)的合成
將四氫鋁鋰(1.1g,0.03mol)溶于50mL的無水四氫呋喃溶液,置于冰浴下,向其中滴加溶于20mL的無水四氫呋喃的三氯化鋁(4.0g,0.03 mol),約20min滴加完畢,繼續(xù)攪拌10min,得白色渾濁液;然后繼續(xù)在冰浴條件下,向上述渾濁液中滴加溶于20mL無水四氫呋喃的化合物7(3.0g,15 mmol),約30min滴加完畢,室溫下繼續(xù)攪拌反應(yīng)1 h.反應(yīng)完畢,置于冰浴下,加入0.1mol/L的氫氧化鈉溶液(2.1g),室溫攪拌30min,抽濾,濾液用無水硫酸鎂干燥,抽濾,減壓濃縮得2.8g淡黃色油狀粗品8,無需純化,直接應(yīng)用于下一步反應(yīng).
將上述淡黃色油狀物8(2.8g,13.7mmol)溶于50mL干燥的二氯甲烷溶液,加入三乙胺(0.25 g,17.5mmol),冰浴下加入氘代醋酸酐(2.2g,20.4mmol),常溫下繼續(xù)攪拌反應(yīng)約2h,TLC監(jiān)測.待反應(yīng)完畢后,反應(yīng)液依次用飽和碳酸氫鈉溶液和飽和食鹽水洗滌,分出有機層,無水硫酸鎂干燥,抽濾,減壓濃縮,得白色固體粗品,進一步用乙醇-水(3∶5,體積比)重結(jié)晶,最終得3.1g針狀結(jié)晶氘代阿戈美拉汀-d6(1),收率為94.2%,m.p.:108~109℃(文獻值[6]:108℃),純度為99.97%(HPLC),同位素豐度>98%,ESI-MS(m/z):250.1(M+H)+,1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:3.22~3.28(2H,m,CH2),3.60~3.60(2H,m,CH2),7.13~7.15(1H,m,Ar-H),7.26~7.30(2H,m,Ar-H),7.47~4.49(1H,m,Ar-H),7.69~7.00(1H,m,Ar-H),7.73~7.79(1H,m,Ar-H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ:23.4,33.2,40.5,55.7,102.3,118.3,123.7,126.2,127.5,129.2,130.2,133.3,133.6,157.7,170.4.
如表1所示,采用芐胺與庚酸催化時,可以有很好的收率且雜質(zhì)較少,且原料可以反應(yīng)完全,并無需純化,直接用于下一步反應(yīng).采用單一的吡啶、哌啶或醋酸銨催化,反應(yīng)幾乎不發(fā)生.此外,實驗中也觀察到這幾個單一催化劑催化時反應(yīng)沒有水帶出,但可回收原料.采用吡啶與醋酸銨或哌啶與醋酸銨混合催化反應(yīng),反應(yīng)時間較長,收率很低,雜質(zhì)較多,原料很難反應(yīng)完全.
表1 催化劑種類對合成化合物6的影響Table 1 Effect of catalysts on the synthesis of compound 6
常用的氰基還原氨化方法有四氫鋁鋰和三氯化鋁混合物還原[1]、氫化鋁鋰直接還原[14]、硼氫化鈉在三氯化鋁存在下還原[15]、硼氫化鈉在六水合氯化鈷的催化下還原[16].本文作者考察了多種催化劑對氰基還原氨化的還原效果.如表2所示,采用四氫鋁鋰與三氯化鋁混合物的還原效果較好,收率較高,反應(yīng)時間較短,得到的產(chǎn)物可以直接用于下一步的乙?;?,無需純化.
表2 還原劑種類對化合物7中氰基還原氨化的影響Table 2 Effect of reductants on the reduction of cyano group in compound 7
以苯酚為起始原料,與氘代碘甲烷反應(yīng)得到氘代甲基標記的苯甲醚,進一步經(jīng)過傅克?;?、克腦文蓋爾縮合、芳構(gòu)化、還原及氘代乙酰化反應(yīng)得到最終目標化合物氘代標記的阿戈美拉汀-d6(1).該合成路線簡潔,原料易得、反應(yīng)條件易于控制,總收率為15.2%,化學(xué)純度為99.97%,氘代豐度大于98%,可滿足進一步對阿戈美拉汀的藥代動力學(xué)研究.
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